纯振动场作用下聚合物熔融塑化过程（Ⅰ）理论模型及熔融机理

为了能够清楚、透彻、无干扰地研究振动场对聚合物材料熔融塑化过程的影响,建立了纯振动场作用下聚合物材料熔融塑化过程的物理模型,并对其熔融机理进行了深入的分析,提出了纯振动场作用下熔融过程的连续性方程、动量方程、能量方程以及本构方程,并运用复杂的数学推导,得到了纯振动场作用下聚合物固体床下降速度与振动参数的关系表达式。从公式中可以看出,振动场的引入可以提高熔融速度。本研究将会为聚合物新型成型加工工艺的制定以及成型加工设备的设计提供必要的理论支持。     

纯振动场作用下聚合物的熔融塑化过程

通过建立纯振动作用下的熔融模型,排除了螺杆转动对振动的影响,推导出熔融速率与振动参数之间的关系。结果表明,振动的引入加快了熔融进程,熔融速率随着振动强度的增大而增大。同时,试验结果证明了上述模型及理论的正确性。     

聚合物振动诱导单螺杆熔融塑化过程(Ⅱ)轴向振动对熔融过程的影响

在本文（Ⅰ）报所建立的物理模型以及解析模型的基础上,推导出振动诱导单螺杆挤出机的熔融段长度和固体床分布方程.使用低密度聚乙烯（LDPE）进行实例计算,得出：熔融速率随振动频率和振幅的增加而增加,熔膜厚度和熔融段长度随振动频率和振幅的增加而减少.当振动强度达到某一极限值后,熔融速率、熔膜厚度和熔融段长度不再随振动参数的变化而变化.最后运用剖分料筒实验验证了上述结论的正确性,理论计算值与实验结果符合得很好.     

聚合物振动诱导单螺杆熔融塑化过程(Ⅰ)熔融机理及熔融速率

在振动诱导单螺杆挤出机中,通过螺杆的轴向振动使聚合物的熔融塑化过程在周期性的振动状态下进行,而经典熔融塑化理论无法描述处于周期性振动状态的熔融塑化过程。通过可视化和剖分料筒实验,观察了振动诱导单螺杆挤出机的熔融过程,深入分析了振动诱导熔融机理,建立了熔融过程动态物理模型,提出了振动场作用下熔融过程的质量平衡方程、动量平衡方程、能量平衡方程及本构方程,并运用复杂的数学方法求得近似解析解,最后得到了熔融速率方程和熔膜厚度方程,从公式中可以看出：熔融速率与熔膜厚度都是与振动参数相关的,且具有时间依赖性,振动场的引入可以加快熔融速率,减少熔膜厚度。理论研究与前面的实验结果符合得很好.     

超声振动作用下的聚合物塑化机理研究

利用理论并结合实验对超声振动作用下聚合物的塑化进行了研究,探讨了超声波熔融塑化中的摩擦热效应和超声空化效应,并采用数值分析方法研究了不同参数对超声波空化效应的影响.结果表明:低频及较高声压幅值有利于空化效应的发生.利用自制的超声振动塑化装置,实验研究了不同声压幅值对超声振动成型塑料制件质量的影响,进一步验证了空化效应在聚合物超声波熔融塑化的主导作用.     

振动力场下单螺杆挤出机聚合物熔融过程模拟

采用数值模拟方法对振动诱导挤出熔融过程中振动参数的影响规律做了深入系统的研究。利用大型通用有限元软件ANSYS作为汁算机仿真平台，利用振动力场作用下聚合物依时性非线性粘弹特性和自行修正的具有松弛谱特性的Maxwell本构模型，对振动诱导挤出熔融过程在不同振动参数作用下的响应情况进行模拟分析。结果表明在一定振动参数范围内振动力场的引入有利于加速熔融进程。     

啮合同向双螺杆挤出过程聚合物颗粒熔融机理研究——聚合物颗粒熔融过程的子区化物理模型

本研究以大量可视化实验结论为基础 ,提出熔融子区的概念 ,并定义了啮合同向双螺杆挤出过程中 1 0种典型的熔融子区。这不仅有利于人们对复杂的双螺杆挤出过程聚合物熔融的认识与理解 ,而且为熔融过程的优化设计奠定了基础     

振动场强化聚合物塑化注射成型技术

介绍一种将机械振动力场引入聚合物塑化注射成型全过程的塑料电磁动态注射设备,提出振动力场强化聚合物塑化注射成型新概念,并论述塑料电磁动态塑化注射机的原理、结构及其应用.实验与生产表明:新型注射机对物料适应性广,与传统注射机比较在加工聚烯烃时能耗可降低50%以上,注射熔体温度可降低20℃以上,注射压力降低10%左右,制品力学性能提高15%以上,对无机填料填充体系的混合分散效果明显提高,并预示振动力场可改变注射充模熔体的流动状态.新型塑料注射机对聚合物加工工业的发展具有重大的科学和现实意义.     

微注射成型中聚合物熔融塑化技术

阐述了聚合物熔融塑化技术在微注射成型中的重要性,比较、分析了当前出现的柱塞式塑化、螺杆式塑化、电磁动态塑化及超声塑化等4种聚合物的熔融塑化方式,展望了未来微注射成型中聚合物熔融塑化技术的发展趋势。     

纯振动场作用下聚合物粘弹性能的微观研究

通过对聚合物大分子与其他低分子的比较．指出了聚合物大分子具有独特分子结构、大的相对分子质量和长的分子链．以及由此引起的一系列特有的物理化学性能。从微观的角度解释了振动场作用下、聚合物大分子的运动情况．提出了聚合物大分子在振动状态下的橡皮筋模型．比较了直接加热与纯振动场作用下两种不同换能方式对聚合物同体材料塑化性能的影响，得出了纯振动场作用比直接加热更能促进聚合物材料塑化的结论。按照橡皮筋模型的原理．建立了广相应的力学模型。运用偏微分方法对该力学模型讲行求解，找出了振动场对高聚物的作用机理。     

同向双螺杆挤出过程中聚合物颗粒熔融问题的探讨Ⅱ：聚合物颗粒熔融的影响因素

双螺杆挤出过程中影响聚合物颗粒熔融的因素众多,本文针对螺杆构型和几何尺寸、运转条件及物料确定的双螺杆挤出过程,将影响聚合物颗粒熔融的因素归纳为六个方面,利用相变分数法对这些影响因素分别进行了探讨。     

振动力场下聚合物塑化挤出技术研究

介绍玫种将电磁场引起的机械振动力场引入聚合物塑化挤出全过程的塑料电磁动态塑化挤出设备,讨论了它的原理、结构及应用,实验与生产表明,塑料电磁动态塑化挤出设备在加工聚烯烃时能耗降低２０％～５０％,挤出熔体温度降低２０℃以上,制品拉伸强度提高１６％以上,对无机填料充体系的兴旺聚散效果提高。     

振动力场作用下聚合物熔体分子动力学(Ⅱ) 表观黏度的影响

在本文（Ⅰ）报所建立的振动力场作用下聚合物分子运动物理模型和解析模型的基础上,推导出了振动诱导作用下聚合物熔体动态表观黏度与振动频率的关系表达式。通过实例计算和动态流变仪实验验证,证明了该模型的正确性和有效性,并且得出结论：振动力场作用下,聚合物熔体的表观黏度与振动频率密切相关,表观黏度随振动频率增加而减小;当振幅大于聚合物分子链长度时（一般都会大于分子链长度）,再增加振幅对表观黏度的影响不大。证明了（Ⅰ）报中物理模型以及数学推导的正确性,为聚合物成型加工工艺制定及成型设备研制提供了理论依据。     

振动力场下圆管内聚合物熔体速度场的数值模拟

利用ANSYS-FLOTRAN有限元分析软件模拟了不同振动频率下圆管内不可压缩幂律流体非定常流动的速度场.结果表明:1)振动力场作用使熔体在入口附近出现速度突变,振动频率越高,突变越厉害,速度值越大,稳定时圆管的无量纲长度越大;2)熔体轴向速度在径向呈类抛物线分布,振动频率存在最佳值,大于或小于最佳振动频率,熔体轴向速度分布范围均会变宽,流动变得不稳定;3)出口处速度响应存在时间延迟和速度峰,随着振动频率的增加,速度峰值升高,稳定时熔体轴向响应速度波动范围变宽,波动平衡点速度值升高.     

塑化过程振动参数对制品力学性能的影响

采用自制新型液压脉振式注塑机,在塑化过程引入液压脉动,探讨振动参数对制品力学性能的影响。结果表明:施加振动后,低密度聚乙烯、聚丙烯拉伸强度分别提高6.1%,9.8%;密度分别增大0.33%,0.30%;加工能耗分别降低6.8%,6.3%,且呈现一定的变化规律。     

动态塑化过程振动参数对聚丙烯性能的影响

采用新型液压脉振式注射机成型聚丙烯(PP)试样,探讨了塑化过程中振幅和频率对PP物理力学性能和成型过程整机能耗的影响。结果表明:保持其他工艺参数不变,在塑化过程中施加振动后,PP试样的拉伸强度提高9.8%,冲击强度提高13.8%,密度提高0.3%,整机加工能耗降低6.6%。     

振动对聚合物机械性能影响的研究进展

本文综合地介绍了目前国内外振动对聚合物机构性能影响的研究进展,并且从分子运动、热 力学以及结晶的角度对影响的机理进行了分析,并对此研究的前景作了展望。     

热致液晶聚合物 Ⅱ.结晶及熔融行为

采用差示扫描量热法(ＤＳＣ)在等温结晶过程中,研究了热致液晶聚合物的结晶及熔融行为。结果发现,在非等温结晶过程中没有明显的冷热结晶峰;随着时间的延长,熔触焓逐渐增大,并趋于定值;在２８０℃下,结晶度最高,结晶速率也最快;通过外推,估算了平衡熔点。     

啮合同向双螺杆挤出过程聚合物熔融机理研究——复合螺杆组合中聚合物颗粒的熔融

借助于视窗可视化双螺杆挤出机与剖分机筒双螺杆挤出机 ,对聚合物颗粒在复合螺杆构型中的熔融过程进行了实验研究。研究表明 ,两种可视化实验方法得到的实验结果基本一致。实验中发现 ,复合螺杆构型中聚合物颗粒的熔融过程可划分为若干个相对独立的熔融阶段进行描述与研究。     

振动对聚合物流变性能的影响

综合了国内外的一些实验结果,介绍了几种不同的振动形式对聚合物流变性能的影响,并且运用了高分子链及链段运动理论,分析说明了振动会导致聚合物的表观粘度降低、流动指数n增大及模口压力降低,表现在实际加工中则是流率增加,加工能耗减少,而且制品质量提高。